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Trous noirs, disputes quantiques, climat en déroute : revue de l’année scientifique

Ce fut une autre grande année scientifique. Des trous noirs aux disputes quantiques, des chats à la catastrophe climatique, voici quelques-uns des faits scientifiques les plus remarquables de 2019.

On le voit!

L’existence des trous noirs a été prédite en théorie il y a un siècle. Cette année, nous en avons enfin vu un. En avril, l’équipe du télescope EHT (Event Horizon Telescope –Télescope Horizon des événements) a dévoilé l’image maintenant emblématique du trou noir situé au centre de la galaxie M87, dans l’amas galactique de la Vierge. Ce fut un moment époustouflant, rendu possible par l’audace du projet. Le télescope EHT réunit 8 installations (et des centaines de chercheurs) pour créer ce qui est essentiellement un télescope de la taille de la Terre, avec une résolution de 20 microsecondes d’arc — suffisante pour lire à partir de New York les petits caractères gravés sur une pièce de 10 cents en Afrique du Sud. Cet exploit a valu à l’équipe le prestigieux Prix du progrès scientifique (Breakthrough Prize) et a été désigné percée scientifique de l’année par la revue Science.

« Nous sommes allés jusqu’à la limite de l’horizon des événements et nous avons vu le point de non-retour », a déclaré Avery Broderick, membre de l’équipe du télescope EHT et titulaire de la chaire Famille-Delaney-John-Archibald-Wheeler de physique théorique à l’Institut Périmètre. « C’est un moment extraordinaire pour la science. Cette première image ne représente pas l’aboutissement d’une entreprise, mais plutôt le commencement d’une ère nouvelle. » [traduction]

Une percée sur les trous noirs — L’image historique produite par le télescope EHT

Crise climatique

Ce fut le sujet de la décennie, et il a gagné en urgence à chaque minute. Les changements climatiques, la climatologie, la politique et les manifestations ont été incontournables. Cette année, les prédictions sont devenues plus catastrophiques, les effets plus prononcés, et les avis scientifiques incontestables (avec des milliers de chercheurs publiant une étude selon laquelle « la Terre fait clairement et indiscutablement face à une urgence climatique » [traduction]). Des manifestations ont eu lieu partout sur la planète pour réclamer le respect des avis des climatologues, et l’activiste de 16 ans Greta Thunberg a été désignée personnalité de l’année par le magazine Time.

Changements climatiques : Pourquoi des milliers d’espèces font-elles face à l’extinction?

Observer un lointain mystère

Ce fut aussi l’année des sursauts radio rapides (SRR). Ces brèves impulsions de fréquence radio dégagent autant d’énergie que notre Soleil en 80 ans, mais ne durent que quelques microsecondes. Avant cette année, nous n’en connaissions que quelques dizaines, dont un seul qui se répétait. Maintenant, c’est un véritable déferlement. En janvier, une équipe de scientifiques travaillant sur le télescope CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment – Expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène) a annoncé la découverte de 13 nouveaux sursauts radio rapides — et d’un 2e répéteur — même si le télescope n’était encore qu’en phase de prédémarrage, ne fonctionnant qu’à une fraction de sa pleine capacité.

En août, l’équipe du télescope CHIME a annoncé la découverte d’autres SRR, y compris 8 nouveaux répéteurs. Elle n’est pas la seule à chercher des SRR : en juin, des astronomes russes ont rapporté la détection de 9 SRR, dont un autre répéteur. « Il s’agit d’une méthode nouvelle en radioastronomie, qui permet d’obtenir des résultats vraiment remarquables à un coût relativement faible » [traduction], a déclaré Kendrick Smith, titulaire de la chaire Famille-Daniel-James-Peebles de physique théorique à l’Institut Périmètre et concepteur d’une grande partie du logiciel qui a permis les découvertes réalisées à l’aide du télescope CHIME.

Le télescope CHIME capte des sursauts radio rapides (SRR).

Le Canadien James Peebles remporte le prix Nobel de physique

Le cosmologiste canadien James Peebles a été l’un des lauréats du prix Nobel de physique de cette année pour ses découvertes théoriques sur l’évolution de notre univers. Il est le 3e Canadien en 5 ans à être lauréat d’un prix Nobel de physique, après Art McDonald, professeur émérite à l’Université Queen’s et ancien membre du conseil d’administration de l’Institut Périmètre, et Donna Strickland, professeure à l’Université de Waterloo.

Les idées révolutionnaires de James Peebles sur le rayonnement issu du Big Bang ont jeté les bases qui ont permis à la cosmologie de passer de la spéculation à la science. À partir de ses outils et cadres théoriques, M. Peebles (qui a donné son nom à une chaire de recherche et à une bourse postdoctorale de l’Institut Périmètre) a pu interpréter les traces laissées par l’univers primitif et en tirer de l’information sur la formation des éléments légers, des galaxies et de la structure cosmique, caractériser la matière sombre cosmique et découvrir les premiers signes de l’existence de l’énergie sombre.

Son Altesse royale la princesse Victoria de Suède discute avec James Peebles, lauréat d’un prix Nobel, lors de la cérémonie de remise des prix. (Photo : Nobel Media/Alexander Mahmoud)

Première sortie spatiale entièrement féminine

La première tentative de la NASA de réaliser une sortie spatiale entièrement féminine, en mars, ne s’est pas vraiment passée comme prévu : l’une des astronautes s’est rendu compte qu’elle avait besoin d’une combinaison spatiale de taille moyenne, mais une seule combinaison de cette taille avait été envoyée à la Station spatiale internationale et elle était déjà utilisée. La NASA a donc envoyé une autre combinaison et a écrit une page d’histoire en octobre, lorsque les astronautes Christina Koch et Jessica Meir ont remplacé un module d’alimentation électrique défectueux lors d’une sortie spatiale coordonnée au sol par l’astronaute Stephanie Wilson.

Christina Koch et Jessica Meir lors de la première sortie spatiale entièrement féminine (Photo : NASA TV)

Suprématie quantique : oui ou non?

En octobre, Google a annoncé que son processeur quantique Sycamore avait fait en environ 200 secondes un calcul qu’un superordinateur classique, selon les dires de l’entreprise, aurait mis environ 10 000 ans à effectuer. Cela constituait le premier exemple de la « suprématie quantique ». Son concurrent IBM s’est toutefois dit en désaccord, répondant que ses superordinateurs classiques pourraient réaliser les mêmes opérations en 2,5 jours et avec une plus grande fidélité.

Kevin Hartnett, du magazine Quanta, a écrit que le débat tourne autour de ce que l’on entend exactement par « suprématie quantique ». « La plupart des experts, explique M. Hartnett, parlent de suprématie quantique lorsqu’un ordinateur quantique fait un calcul qui, à toutes fins pratiques, ne pourrait pas être effectué par un ordinateur classique. D’où le désaccord entre Google et IBM, parce que la notion de ‘toutes fins pratiques’ est floue. » [traduction]

Le processeur Sycamore de Google

Personne ne conteste ces percées informatiques

En 1997, l’ordinateur Deep Blue d’IBM a battu aux échecs le champion du monde Garry Kasparov. En 2017, le système d’intelligence artificielle (IA) AlphaGo a battu le maître du Go Lee Sedol. Cette année, on dirait que tous les jeux imaginables ont fait l’objet d’une compétition entre un humain et un ordinateur, et que les humains ont invariablement perdu.

Un système d’IA a battu des professionnels dans une partie de la variante Texas Hold ’Em du poker. Un système d’IA a battu certains des meilleurs joueurs humains de StarCraft II, même si les humains ont réussi à remporter une des 11 parties jouées. Un système d’IA a même réussi à apprendre à jouer au jeu vidéo classique et difficile de Revanche de Montezuma. Il nous reste quand même le cube de Rubik. Mais est-ce vraiment le cas?

Une main robotisée réussit à résoudre le cube de Rubik.

Quelques nouvelles utiles

Lorsqu’il s’agit de se perfectionner dans un domaine, il semble que la pratique — peu importe le nombre d’heures — ne fait pas tout. Des chercheurs ont publié dans Royal Society Open Science un article montrant que, même si la pratique permet de s’améliorer, elle n’explique pas entièrement l’écart entre ceux qui sont vraiment bons dans un domaine et ceux qui sont encore meilleurs.

Vous vous préparez à un réveillon mémorable pour le Jour de l’An? Voici un bon conseil : peu importe que vous buviez d’abord du vin puis de la bière, ou l’inverse, vous aurez au bout du compte la même gueule de bois.

Et si vous pensez pouvoir rattraper tout le sommeil perdu à cause du travail (ou d’un trop grand nombre de fêtes), vous devez savoir ceci : les grasses matinées de la fin de semaine font du bien, mais elles ne compensent pas le manque de sommeil pour ce qui est de votre santé à long terme. Donc, n’oubliez pas de vous reposer.

Des choses que nous aimerions mieux ne pas savoir

Il semble que les blattes (communément appelées cafards en Europe et coquerelles au Québec) deviennent résistantes aux pesticides, développant même une résistance croisée à de nombreux insecticides. Et en plus, les insecticides peuvent devenir rapidement inefficaces à cause du court cycle de reproduction des blattes. Rien pour se réjouir. (Heureusement, nous avons encore des chaussures pour les écraser.)

Les astéroïdes pourraient également être plus difficiles à détruire que ce que l’on croit. (Il faudrait dire cela à Bruce Willis.)

Pendant que l’on s’interroge sur l’avenir de la vie sur la Terre, voici une parcelle du présent : il se trouve que chaque personne mange en moyenne au moins 50 000 particules de microplastique par année. De plus, selon la première étude faisant une estimation de l’ingestion par l’être humain de la pollution par le plastique, nous en respirons une quantité équivalente.

Au moins, votre chat vous aime. Peut-être.

Dans un tout autre domaine, des scientifiques ont confirmé cette année que les chats peuvent reconnaître leur propre nom, et qu’ils peuvent aussi créer des liens avec des gens. Donc, la prochaine fois que votre ami à fourrure se blottira contre vous, ce ne sera pas seulement parce que vous êtes le plus près de lui! (D’autre part, s’il vous boude, c’est qu’il veut vraiment vous ignorer.)

L’Institut Périmètre vous souhaite de joyeuses Fêtes

Ce fut aussi une grande année pour l’Institut Périmètre. Vous pouvez lire le compte rendu de l’année scientifique à l’Institut. Bonne année 2020 à tous!

Souhaits de l’Institut Périmètre pour une année merveilleuse

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